苦难与辉煌 集成电路国产化之路(上)

2020-10-14 09:26:21 41

       华强大讲堂的朋友们,我们又见面了。我姓宋,公司才姓金,英文名叫kinghelm,好多新朋友经常给我搞错了。华强大讲堂有思想的盛宴、学习的殿堂、也是交流的好地方。我是第三次来给大家演讲,第一次讲金航标的GPS北斗天线和导航模块,第二次是讲萨科微slkor的碳化硅。作为华强北著名的地摊经济学家,和在集成电路行业持续卖房投资的苦逼创业者,我今天演讲的题目是《集成电路的国产化之路》。谢谢华强大讲堂主持人胖哥徐会敏,恭喜胖哥已经不胖了的。

 

 

       2020年世界疫情如此之严重,又值中美全方位博弈白热化的大背景,“集成电路”是我们信息化时代的粮食,也是这次交锋的焦点。如何能在重压之下把我们的粮食种好,要做到国产自给自足,是我们要思考与面对的问题。

 

  

金航标kinghelm宋仕强先生在直播

 

       我金航标老宋分为四个部分来讲。第一部分是集成电路的国际大背景和分工。美国算是一块,欧、日、韩包括我们中国台湾算一块,我们中国算一块,这就是目前的国际大背景和分工。

 

       第二部分是国产化的现状,材料、工艺、设计、人才、工业软件工具、销售等环节,看看具体情况怎么了?

 

       第三部分我做了S W O T分析,针对国产集成电路的机会、优势、劣势、危机详细分析,让大家多方位了解我们中国半导体的现状。

 

       第四部分是对集成电路我们国产化的展望,我的观点是苦难过后是辉煌,这也是历史和自然的规律。集成电路中国人起步比较晚,现在又受到打压,肯定会困难重重。我们是由半殖民地半封建农业社会晃晃悠悠甚至稀里糊涂就进入信息时代了,加上我国传统是重社会科学轻自然科学,缺乏西方的科学思维、眼界和积累,工业社会经历的时间太短,工业体系基本还没有健全,如果说石油和钢铁是工业社会的粮食,“集成电路芯片”则就是信息社会的主粮。所以我们要补的短板很多,困难是可想而知的。中华民族的特点是越挫越勇、坚韧顽强,经历了伟大和苦难的5000年,我们正逐渐走上复兴路。集成电路人披荆斩棘筚路蓝缕的发愤图强之路,就是炎黄子孙“多难兴邦”的缩影。

 

国 际 大 格 局

 

       国际格局就必须先说美国,美国在目前世界上单级的霸权国家,为什么这么说呢?我总结成为3个方面:

 

 

       第一是技术、行业标准的制定和输出。以前的战争,是杀人霸占妹子繁衍DNA占领土地抢资源为目的,现在进入的是战争3.0时代,是以占领市场、抢夺人才、攫取利润为目的。美国佬最简单粗暴有效的办法就是前沿性技术、行业的标准由他来制定和输出,再搞个一系列的专利池,就可以躺着收钱了。其他的国家和公司都围着他来转,这就是科技霸权的一种。前几年lora、5G标准制定时,中国华为和美国高通争的难分难解,联想因为投票支持美国标准就被骂的像条狗。这就是科技战,就像以前打仗争夺至高点的一样,谁占领就有了居高临下的地理优势。

 

       第二是基础研究、材料、工艺、人才、技术、创新、机制包括教育体系等综合实力。全世界排名前30位的大学美国就占了一大半,教育是全面领先,麻省理工、斯坦福、加州伯克利分校、哈佛等大学,贝尔、朗讯实验室等,一直在材料研究、基础学科研究、人才培养吸收引进等全面领先,有很大的话语权和主导性。基础研究,就是在数学、物理、化学等方面做理论、分析和化验等,找到规律、发现新功能发明新玩意,再归纳总结出公理定理和公式等。这就好比是生产粮食的种子,所有的研发、生产都离不了,美国在这方面非常强。还有美国Google公司搞出来的安卓操作系统,除开苹果手机外包括华为和其他手机都在用。微软公司的windows等系统,几乎出现在世界上每一台电脑上面,甲骨文的SAAS系统,各个大公司都在用。这些就类似农业社会种粮食的锄头耙子等农具。美国是自由民主的社会,崇尚创新和拼搏,有培育乔布斯、马斯克的土壤,GE、波音、苹果、IBM、微软、特斯拉、亚马逊等标杆企业是带动社会发展的中坚力量。有创新和产业转化率超高的硅谷,还有源源不断为科技产业化输血的华尔街。

 

金航标kinghelm宋仕强先生在回答网友提问

 

       第三是高端产业链齐全。清华大学微电子系周祖成老教授和我特地通了几十分钟电话,就这个事情深入探讨。产业链齐全形成闭环有两个部分,一部分是科研产业链,一部分是工业产业链。我给周老师老人家汇报了经过这次疫情的体会,这次我们国的口罩、口罩机、呼吸机能快速的形成产能,这实际上是我们中国的供应链和产业链牛B的证明,但是,疫苗研究和检测材料、手段就跟不上了,说明我们的科研还有待提高,比美国差得远了。比如苹果的产品,创意设计、品牌、技术、渠道、研发都在美国,中国人干的是组装、测试、包装、物流等低端的活。此外,美国还有军事、金融、舆论、石油美元霸权为科技霸权保驾护航,织了一个大网打的一套好组合拳。

 

       再说美国的小弟欧日,和小弟弟韩台了。欧洲以美国马首是瞻,与美国在技术布局基本是互补竞合型,有的点局部领先。在利益冲突时美国也搞他们一下下,但是下手知道轻重,毕竟英国是他爹呢。英国ARM在移动通信领域领先(现卖给了日本软银),超过原老大美国英特尔。德国英飞凌,意大利和法国的意法半导体ST,原荷兰的NXP,都是各个细分领域的霸主。要特别补充一下,荷兰生产光刻机的“握死猫儿”ASML公司,掌握了EUV方向最尖端的技术和工艺,产品台积电、三星等抢着要,中芯国际18年定的货到现在都还没有交付呢。


       日韩是第二梯队了,都是被美国割掉小鸡鸡的国家,是不可能硬起来了,国防军工都要美国帮忙呢。日本集成电路上世纪八十年代比美国还领先一些,美国觉得威胁了,抓住了东芝公司卖高端机床给前苏联就开始全面制裁,另一方面韩国在美国的扶持下乘机夹攻,日本就每况愈下了。日本只得另辟蹊径,在高精度硅片、光刻胶、陶瓷粉末和特种气体等配套材料方面发力,现在也还过得不错,也可一边瞄着美国佬的脸色一边捏着韩国的小弟弟玩了。韩国是以三星为龙头带动全局,以倾国之力先砸开存储这个细分领域大市场,再开始IDM垂直产业链布局,最后辐射周边如手机等产业大发展。我以前到三星访问,工作人员介绍说韩国GDP的40%由三星贡献。现代海力士的存储、LG公司的化学材料,都占有一定的市场份额。

 

萨科微SLKOR的霍尔hall元件新产品

 

       再讲我们台湾省,台湾FOUNDRY晶圆代工要比中国大陆强。台湾承接了世界第二次技术、产业大转移,台积电有传奇老将张忠谋老先生从美国带回来的人才,在世界上也是一枝独秀。台积电是专做中立性晶圆代工的,客户有华为、苹果、因特尔、英伟达等。其技术、设备、规模、效率在行业里数一数二,目前能够全面与之抗衡的目前就是韩国的三星了。台湾的联电科技紧随其后,台湾以新竹为中心分布的各种小型IC设计公司,是非常良性的生态圈,如联发科MTK、联咏、瑞昱等在各自的行业都还有一席之地。

 

       分析我们中国大陆了。在承接了第三次世界技术、产业链大转移后,由开始的是生产加工型,逐渐完型升级成为了全产业链发展。从干散、大、笨、粗、苦活,还有脏活,逐渐往技术高一点的、对环境破坏少的、毛利高一点的方面发力。美国一看就心里发毛,这样帝国主义就不能薅我们社会主义的羊毛了,中国以后也不会听话了。同时那些较低端的产业,逐渐向我们周边的国家转移。比如越南承接了三星的一部分产能,一些封测厂、被动器件往菲律宾、马来西亚在转移等,是第四次产业转移的大趋势。第三点就是制造由人工流水线的形式往自动化智能型发展,从OEM转成ODM,由简单粗放的加工,向有研发设计品牌渠道的综合性来发展。人口红利逐渐向人才红利来提升,人才红利,是在建立在中国劳动力人口众多的基础上的,每年有约800万的大学毕业,都是受过系统的基本教育,再在工作中受过专业和实际工作的锻炼后,是非常优质的人力资源。

 

近 年 大 事 件

 

       我叙一叙这两年发生在集成电路上面的大事。第一点是美国力擒中兴斩晋华于马下;第二点是中美开始全方位多轮次的博弈,还有打起来的背景;第三点是美国带着他的小弟小弟弟们围殴华为,华为中国公司非常抗造,看上去鼻青脸肿了,但是好像还没有伤筋动骨。

 

 

       米国在特朗普团队上台后,在18年的4月份禁止集成电路向中兴通讯销售。后经过多方斡旋,罚了中兴10亿美金的款收了保证金,美国的合规团进驻,中兴管理层关键岗位被迫也做了一些调整,才算过关。当年10月,福建晋华被美国商务部列入出口管制实体清单,出就是有美国知识产权的高端集成电路设备就不卖给我们了。前期我们花了几十亿搞的基础设备设施、厂房就基本没有用了。12月份,合作方台湾联电迫于压力把的dram工程师全部撤走。没了技术、没了设备、没了人才,晋华就只有死翘翘了。

 

       第二点是中美博弈。虽说是博弈,实际是美国对中国一次次打脸。首先是1996年时候美国牵头签订了《瓦森纳协议》,欧美联合禁止向中国提供高端的设备和技术。我们萨科微SLKOR公司主要产品是做碳化硅MOS场效应管,碳化硅芯片加工过程会用到两个高端设备,高温褪火和高压离子注入,这两个设备我们中国企业都买不到,我们北京的同行买的都是二手的,基本没法用了。还有301条款,是在与美国进行贸易的时候,说你违反了倾销或者技术条款他就会来调查你,启动一系列的打压措施。就是谁威胁到美国的利益他就会来收拾你,解释权在美国手头,他们还有太平洋警察的“长臂管辖权”。


       中芯国际是中国foundry厂最牛的,屡次遭到打压,创始人张汝京博士在台积电打压下离职的。周祖成老师特意叮嘱我说,他们这批人为了我国集成电路发展的真是鞠躬尽瘁,还有后来的江上舟、邱慈云、梁孟松、赵海军等,都是我们的民族英雄,你有时间要好好写文章歌颂他们。华晶、华虹、武汉新芯等在发展的过程中,也是遇到很多类似麻烦。

 

金航标kinghelm宋仕强先生在直播

 

       第三点就是围堵华为。我金航标老宋打个比方,华为的任正非是一个勤勤恳恳的贵州老农民,一直在通讯领域种地打粮食,种子化肥农药工具在欧美买的。老任种完中国的地又抢着去帮欧美人种,赚的比卖种子化肥的人还多,把别人的地也低价承包了,种别人的地让别人无地可种是华为的狼性呀。华为计划去特朗普的后院种地还培育种子造工具,特朗普一看生气了后果很严重,老任说我给你贵一点的租金嘛,老特说你是想用华为手机偷拍我的卧室,再用你的5G通信搞直播吧?我也有漂亮的小老婆你乱瞅啥呀?于是两个70后就老头子开掐了。

 

       18年的12月,美国小弟加拿大应美方要求,扣押了任正非之女华为首席财务官孟晚舟,后虽保释但仍不得离境,有可能再次审判引渡到美国去,这是对华为核心骨干进行打压。美国的手机市场也不让华为进入,英国还说华为的5G的产品会发射病毒呢,华为5G产品在英联邦国家如印度、澳大利亚等都受到抵制。5月15日,美国准备全面断供华为,给了3个月的缓冲期。以前要求美国技术含量不超过25%,现在是一刀切直接的断供。

 

       华为,是我国科技公司的骄傲,也是中华民族的骄傲。一个民营企业扛着我国集成电路和世界信息化发展的大旗,确实非常了不起,我们必须要要给他点赞。我们相信华为一定可以突破封锁,中国的大后方会全力支持。希望有更多的华为这样的企业冲出来,形成梯队和方阵,一轮轮向世界先进技术的最高峰冲锋,带动中国的发展和繁荣。任正非,加油!!华为,加油!!!

 

对 标 企 业

 

       我们国内的企业和国外对标的公司追赶竞争的情况怎么样呢?我分为材料、EDA工具、IDM和Fabless、Foundry、封测、销售渠道这六个部分。

 

 

       材料主要是硅片,也叫晶圆,对纯度和精度的要求非常高,是集成电路的基础材料。日本信越、胜高、台湾的环球、韩国的LG这一块都领先我们很多。国内不错的是上海新昇、重庆超硅、宁夏银和、山东天岳,但是距离国外先进企业在技术、品质和大批量供货方面,还有很长的路要走。辅材方面,框架、靶材、封装基板、抛光材料等差距小,光刻胶、碳化硅材料与国外差距很大。前两年我们萨科微slkor(www.slkormicro.com)准备搞碳化硅SiC材料的国产替代,试验了好几遍都不行,最后只有用回了美国道康宁公司的外延片。

 

       EDA软件就是我们设计IC的工具,今天一大早我向清华大学教授周祖成老师特意请教了这个问题,他是EDA方面的顶尖专家。现在世界主流的EDA基本都是美资控制,synopsys新思科技、cadence铿腾电子,menter明导国际排名前三,市场占有率约80%。menter在16年卖给德国了,基本还是美国的血统。国内华大九天是排头兵,清华系李延峰的博达微科技(被概伦电子兼并)、袁军的奥卡思微科技,还有芯禾等都在努力。国产EDA仅占了市场份额的5%左右,从积极的角度看,还有很大的发展空间。

 

萨科微SLKOR的 mos场效应管

 

       我们的IDM和Fabless。IDM就是产业链垂直型发展企业,即从最前面材料到最后的封测、渠道全部自己搞定。韩国的三星、美国因特尔、TI、 ADI、英伟达属于这类,国内的士兰微可以算一个。Fabless就是无晶圆生产的设计公司,GD兆易创新、紫光展锐、华为海思、韦尔半导体,是国内的佼佼者。兆易创新的MCU非常棒,但是核心还是用的英国ARM。现在兆易创新与芯来科技NUCLEI合作,在risc-v指令集这一块来布局了,这是一个好方向。紫光展锐是赵伟国领导的紫光集团资本运作的大手笔,收购了展讯和锐立科,这是我在后面会讲到的中国资本的力量。华为海思芯片大部分用美国的EDA来设计的,排名挤到世界前十去了,所以说华为真是一个伟大的企业。韦尔半导体现在市值很高,他们在收购、研发、技术生态布局方面都做的比较强。


 

金航标kinghelm宋仕强先生在直播

 

       Foundry就是纯加工晶圆的企业。国外的大企业韩国三星、台湾的台积电、美国的格罗方德、台湾的联电等排在前面。国内做的比较好的是饱经磨难的中芯国际,有国家资本投入和引进了高端的人才,在奋力追赶国外的领先优势,中芯国际现在基本可以量产14纳米的产品了。前几天听到一个好消息,武汉新芯在存储技术上有一些突破,已经接近和达到国外的先进水平了。还有以前最早跟日本合资的华虹宏力、华润上华这些企业,也一直在为集成电路的发展做贡献。Foundry这个领域,我们国家还要持续不断大规模投入才行。

 

       封测这个点,是在整个产业链中和世界零距离甚至可以说局部领先。国外有美国的安靠、新加坡联合科技、韩国的Nepes、马来西亚的Unisem等。中国的领军企业是长电科技,他们自身努力进取,再通过一系列并购,规模世界第一了。还有通富微电、华天等也不错。


 

萨科微SLKOR的产品 IGBT单管

 

       销售渠道,有大的代理商、现在如火如荼的电商,还有养活了数量众多的北京中关村老板和深圳华强北老板娘的现货贸易商。美国的艾睿、安富利,台湾大联大是行业的头牌,电商方面,Digi-key销售额达到了32.5亿美金,规模最大,贸泽、易络盟等也还不错。国内对标的企业发展也非常不错,中电港、华强集团年销售额一百多个亿,泰科源销售额也节节攀高。虽然没有掌握核心价值,因为信息和客情关系掌握在手,也还是有一定话语权。国内电商的杨林杰、波哥领衔立创商城、曾烨刘云峰打理的云汉商城、常江梁耀猎芯网,这些公司的当家人都是我的兄弟伙,对标Digi-key等公司发展非常迅速。我们金航标kinghelm的北斗GPS天线(www.bds666.com)和萨科微SLKOR(www.slkormicro.com)的MOS场效应管,就是兄弟们帮忙推起来的。华强北的贸易商非常多,一方面为中小企业做好服务,另外也是电子元器件的大仓库、集散地,为电子产业的发展保驾护航。我的业余爱好就是给华强北的老板老板娘们一边说段子,随便也科普一下集成电路的专业知识,好干还不累(敬请期待下集)。

 

       声明:本文由金航标电子公司总经理宋仕强先生原创,创作期间受到清华大学微电子系周祖成教授、王志华教授、朱贻伟老师的指导、和立创商城副总裁吴波、ittbank吴绍文先生的指导,在此感谢。如需转载请联系微信公众号“碳化硅专家”。


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